109 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師 （含第二次食品技師） 、大地工程技師考試分階段考試 （第二階段考試）暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試、 109 年第二次專門職業及技術人員特種考試驗光人員考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：電工學（包括電機機械）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 船舶上一部 380 V ， 60 Hz ， 4 極的三相感應電動機，設轉差率為 0.03 ， 轉子銅損為 120 W ，機械損及雜散損合計為 200 W ，試求此電動機轉子 之電流頻率、輸出功率及輸出轉矩為多少？（ 26 分）

• 圖一為三相平衡供電電路，其負載由平衡的Ｙ連接及△連接負載所組 成，已知相電壓為 220 V ， 1 R 6   ， 2 R 4   ， C X 8   ， L X 4   ， 試求總平均功率、總虛功率、總視在功率及總功率因數。 （ 20 分）

_

XC

R2

XL

R1

220 V

Va

Vb

VC

圖一

• 請利用 NAND 閘實現如下之布林函數（ Boolean function ）表示式。 （ 20 分） f ( A 、 B 、 C 、 D ) AB BC BCD   

• 請利用三個交流電壓表及一個標準電阻 R ，設計一個可測量交流負載功 率及功因之電路，並說明如何求得負載功因及消耗功率值。 （ 20 分）

座號：

運算放大電路圖二所示，其中 2 M f R   ， 1 200 k R   ， 2 50 k R   及 3 500 k R   ，求輸出入電壓之關係式及其增益因數分別為何？（ 14 分）

V

1

R

1

Rf

R

3

V

2

R

2

Rf

VO

_

_

圖二

109 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師 （含第二次食品技師） 、大地工程技師考試分階段考試 （第二階段考試）暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試、 109 年第二次專門職業及技術人員特種考試驗光人員考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一輛汽車重 2 Mg （噸） ，且重心位於 G 點。試求能夠移動此部汽車 所需的拖力 F 大小為何？已知此車前後輪均鎖死（無法滾動） ，且車輪 與地面靜摩擦係數為 μ s = 0.3 。 （ 20 分）

30

°

• 一木箱 B 與一重錘 A 之質量分別為 200 kg 與 75 kg 。如果圖中系統從靜 止開始釋放，在忽略滑輪重量下，試求 t = 3 sec 時，木箱及重錘各自的 速度。 （ 20 分）

• 一力量 P = 300 N 施加於一 60 kg 之車廂。試求 A 輪及 B 輪處，地面之 反作用力（ reaction ） ，以及車廂之加速度分別為何？已知車廂重心位於 G 點。 （ 20 分）

30

°

座號：

• 一雙軌枕木（ sleeper ）受到兩軌道負載 P = 175 kN 。枕木下方承受道渣 之均勻分佈反作用力 q 。已知枕木長度 L = 1500 mm ， a = 500 mm ，斷面 寬 b = 300 mm ， h = 250 mm ，試求枕木內所受之最大彎曲應力（ bending stress ）  max 。 （ 20 分）

• 一螺槳軸桿同時受到扭轉（ torsion ）和推力（ thrust ）之作用。此軸桿設 計用來抵抗 57 MPa （ 10 6 牛頓 / 米 2 ）之剪切應力（ shear stress ）及 105 MPa 之壓應力（ compressive stress ） 。試求： （每小題 10 分，共 20 分）

•  此軸桿表面任一單元（ element ）之主應力（ principle stress ） ，並繪製此 單元之正確轉向（ properly oriented ）圖。

•  此軸桿表面任一單元（ element ）之最大剪切應力（ maximum shear stress ） 及其正應力 （ normal stress ） ， 並繪製此單元之正確轉向 （ properly oriented ）圖。

109 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師 （含第二次食品技師） 、大地工程技師考試分階段考試 （第二階段考試）暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試、 109 年第二次專門職業及技術人員特種考試驗光人員考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：流體力學

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

給定一無黏性二維流場 1 1 V t    ⃑ +1 ⃑ ，其中 ⃑ , ⃑ 為 x , y 方向之單位向量。

（每小題 10 分，共 20 分）

•  試求在 t 0  時，通過點 (1, 1) 之流線（ streamline ） 。

•  試求在 t 0  啟始時，流體質點在 (1, 1) 之徑線（ pathline ） 。

穴蝕（ cavitation ）現象常發生於渦輪機、螺旋槳葉片、水庫溢洪道及管 流之轉彎處，因此在工程應用上，為避免此現象，會要求流場之壓力不 得低於水之蒸氣壓。如下圖所示，有一水流經管徑 D=0.4 m ， d = 0.1 m 之漸縮管，入口處點 1 之錶壓力 P1 ＝ 120 kPa 。試問在水溫為 15 ℃下， 為避免點 2 處流速過大導致穴蝕，則流量 Q 不得大於多少？（在 15 ℃ 下，水之飽和蒸氣壓 Pv ＝ 17.1 kPa ，且密度為 1000 kg/m 3 ） （ 20 分）

在圓柱（ cylindrical ）座標系下，有一不可壓縮無黏性均勻流體，流經一 圓柱，此流場速度分佈為：

其中 為圓柱半徑， 為遠處均勻流之流速。

•  假設遠處壓力為 Po ，求圓柱表面之壓力分佈 ( , ) P a  。 （ 15 分）

•  將上項結果以圖（ P-θ 圖）表示之，並說明圓柱受力情形。 （ 5 分）

座號：

• 考慮一水平管，管內半徑為 a ，管內之不可壓縮黏性流體其流場速度 分佈如下：

•  試問在那些條件下，才可以符合完全發展流（ fully-developed flow ）之 假設？（ 4 分）

•  此流場為層流或紊流？並敘述判斷管內流場層流或紊流之依據。 （ 4  計算平均流速 m u 。 （ 6 分）

•  計算單位長度之壓力降 / P L  。 （ 6 分）

• 有一不可壓縮黏性層流流經 0 y  之平板上，假設邊界層內之速度分佈 ( ) u y 為：

其中 U 為邊界層外均勻流之流速，  為邊界層厚度。

•  運用動量積分方程式 2 w d U dx     ，試推導出  與水平方向 x 之關係 式。 （ w  為壁面剪應力，  為邊界層動量厚度）（ 15 分）

•  計算摩擦阻力係數 f C （ friction drag coefficient ） 。 （ 5 分）

• 分）

01010

109 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師 （含第二次食品技師） 、大地工程技師考試分階段考試 （第二階段考試）暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試、 109 年第二次專門職業及技術人員特種考試驗光人員考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：造船設計（包括造船原理）

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器，須詳列解答過程。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

註：重力加速度為 9.81 m/s 2 ，海水密度為 1050 kg/m 3 ，海水黏度為 1.2·10 -3 Pa·s ， 1 ton = 10 3 kg 。

• 橫剖面為梯形的駁船靜止於平靜海域，船長（ L ）為 10 m ，甲板船寬（ B ） 為 5m ，船底船寬（ b ）為 3m ，船深（ D ）為 5m 。駁船排水量為 71.4 ton ， 駁船吃水無俯仰差。駁船內部有一艙間，長度（  ）為 6.4 m ，高度與船 深相同。請完成靜水狀態下的各項物理量計算： （每小題 8 分，共 24 分）  駁船的吃水。

•  若駁船重心位置為吃水深度一半，駁船的初始橫向定傾高。

•  若該艙間破損，駁船排水量與重心位置不變，泛水後的橫向定傾高變 化量。



0.5(

)

L





L

D

B

b

某船舶具排水量 100 ton 於平靜海域進行橫搖運動，其運動方程式如下：

其中  為橫搖角， t 為時間， a 為船舶的質量慣性矩， b 為橫搖阻尼係數， ( ) f  為船舶的扶正力矩。在微小橫搖角的條件下，若船舶的質量迴轉半 徑為 7.071 m 、橫搖阻尼係數為 1000 ton-m 2 /s 、橫向定傾高為 2.549 m 、 初始橫搖角為 5  、初始橫搖速度為 0.5 /s   。請完成下列各項物理量計算： （每小題 8 分，共 24 分）

•  船舶的質量慣性矩。

•  船舶的橫搖週期。

•  經過 9.1 秒後船舶的橫搖角度。

座號：

• ） 。

• 某船舶以數值方式進行實海域船速 14 節的阻力與推進性能評估，螺槳 直徑 5 m 。在阻力模擬中獲得裸船阻力 420 kN 。在自推模擬中，獲得螺 槳轉速 120 rpm 、螺槳轉矩 400 kN-m 以及螺槳推力 488.25 kN 。螺槳單 獨試驗模擬獲得的推力係數（ T K ） 、轉矩係數（ Q K ）與前進係數（ J ） 的關係如下： （每小題 8 分，共 32 分）

若使用推力相等法則，請完成下列各項物理量計算：

•  船舶的跡流係數（ Wake Fraction

• ） 。

•  船舶的船殼效率（ Hull Efficiency

• ） 。

•  螺槳裝置於船艉的效率（ Propeller Efficiency behind Ship

•  螺槳效率比（ Relative Rotative Efficiency ） 。

請說明進行船舶設計所需要的重要設計條件。 （ 10 分）

• 請說明乾舷在政府主管機關、驗船機構、保險公司以及船東所代表的意義。 （ 10 分）

01020

1 － 1

109 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師 （含第二次食品技師） 、大地工程技師考試分階段考試 （第二階段考試）暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試、 109 年第二次專門職業及技術人員特種考試驗光人員考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：輪機學

考試時間：

2 小時

※注意：

 禁止使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 蒸汽渦輪機中使用再生循環（ Regenerative Cycle ）可提高熱效率，使用 再熱循環（ Reheating Cycle ）可以減少低壓機內的濕度進而使效率增加； 若同時採用，不但提高效率並且可以使渦輪機的使用壽命延長。請繪一 簡圖來顯示再生再熱循環（ Regenerative-Reheating Cycle ）配置圖，並說 明其運作情形。 （ 20 分）

• 請敘述七項常見之冷凍機壓縮機吸入壓力過高原因及排除對策。 （ 20 分）

• 船舶燃氣渦輪機燃燒室之功用為將空氣加溫，使空氣之溫度升高至進氣 溫度。請列出五項設計燃燒室之主要考量條件。 （ 20 分）

• 請敘述船用柴油機使用劣 （低） 質燃油之意義，並列出柴油機使用劣 （低） 質燃油後可能會出現的不良後果。 （ 20 分）

• 請敘述螺旋槳表面的「空蝕」（ cavitation ）現象產生之原因。此「空蝕」 會因為螺旋槳葉片表面壓力分布的不同而有不同的型態，請列出三種最 常見的空泡形狀及產生的機制。 （ 20 分）

座號：

109 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 32 類科技師 （含第二次食品技師） 、大地工程技師考試分階段考試 （第二階段考試）暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試、 109 年第二次專門職業及技術人員特種考試驗光人員考試試題

等

別：高等考試

類

科：造船工程技師

科

目：船體結構學

考試時間：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

 不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 船舶用鋁合金有那幾種？其分別加入什麼主要元素？能產生何種強化 作用？各有何優缺點？何種船舶適合用鋁合金？（ 20 分）

• 某機艙在艉之散裝貨輪，從艏往艉沿縱向有六個貨艙，其只在 2 、 4 及 6 號艙內裝有礦砂，若於靜水狀態下，沿縱向之重量分佈函數為 ( ) w x ，浮 力分佈函數為 ( ) b x ，請以此兩函數 ( ) w x 與 ( ) b x 詳述沿縱向之負荷分佈函 數、剪力分佈函數及彎矩分佈函數間的關係為何？並繪出此船沿縱向之 重量曲線、浮力曲線、負荷曲線、剪力曲線及彎矩曲線圖。 （ 20 分）

• 圖一之剛架結構由長度 L 及 EI 均相同的三桿件組成，其中桿件 BC 有單 位長度荷重 0 w ，試利用力矩分配法（ Moment distribution method ）求 A 、 B 、 C 及 D 各點所承受之力矩？（ 20 分）

C

A

D

B

w

0

圖一

座號：

• 於室溫 20 ℃組裝長 3 m 、直徑 20 mm 之圓形桿件，若一端固定，另一端 留有 1.2 mm 之間隙如圖二，且熱膨脹係數為 0.0000015/ ℃，在不考慮重 力影響下，桿件受熱後伸長成為兩端固定桿件，則桿件發生挫曲之最低 溫度為多少℃？（ 20 分）

圖二

3 m

20 mm

1.2 mm

• 扭轉相同材質與截面積之中空圓管與正方形管如圖三所示，若兩者的薄 壁厚度均為 t ，求此兩中空管之最大扭矩比？最大單位長度之扭角比？ （ 20 分）

圖三

t

a

r

t